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空间物体定位和物体搜索对人类的生存和日常生活非常重要,地图在帮助人们进行空间定位方面起着极其重要的参照作用。近年来,由于电子技术的快速发展,出现了越来越多的电子导航系统。究竟什么样的地图更适合于引导人们进行空间定位和物体搜索,这是当前地图空间认知领域研究的热点。本研究在仔细分析前人研究成果的基础上,通过模拟实验,对不同形式电子地图的空间定位效率进行比较,目的在于为优化电子地图的设计提供工程心理学依据。共做了三个实验:实验(一)电子地图空间定位中的心理旋转效应;实验(二)电子地图导航方式对空间定位的影响;实验(三)电子地图显示格式和地图上显示的信息量对空间定位的影响。
实验一采用2因素被试内设计,自变量为地图维度和运动物体转向的角度。地图维度分3种:空白、二维地图、三维地图;运动物体转向的角度分7种:0°、60°、120°、180°、240°、300°、360°。因变量为被试在运动物体发生转向后,判断目标物与运动物体之间方位关系的反应时。
实验二采用2因素被试内设计,自变量为地图的导航方式和运动物体转向。地图的导航方式分3种:二维北向上(地图固定)、二维车头向上(地图旋转)、三维车头向上(地图旋转);运动物体的转向分2种:左转、右转。因变量为被试在运动物体发生转向后,判断目标物与运动物体之方位关系的反应时。
实验三采用多因素被试内设计,自变量为电子地图显示格式、地图上显示的信息量和运动物体到达地图中心交叉路口时发生的转向。电子地图显示格式分三种:2D,3D高视角(3D-75°)和3D低视角(3D-15°)。地图上显示的信息量以呈现的建筑物数量来表示,分低信息量和高信息量两种。运动物体的转向分左转和右转两种。因变量为被试在运动物体发生转向后,判断目标物与运动物体之方位关系的反应时。
实验结果表明:
1、在利用电子地图进行的空间定位中存在着心理旋转效应。运动物体作180°转向时,判断目标方位的反应时间最大,在运动物体的转角为0°-180°范围内,反应时间随转角加大而增大,而在运动物体的转角为180°-360°范围内,反应时间随转角加大而减小,提示心理旋转可选择顺时针或逆时针方向进行,且以180°为界,心理旋转所需时间的变化曲线呈对称。 2、电子地图导航方式对空间方位判断有显著影响。相比之下,在采用二维旋转地图的导航方式时,判断目标方位的反应时间最小,其次为三维旋转地图,而在采用二维固定地图的导航方式时,判断目标方位的反应时间最大。
3、电子地图的显示格式对空间方位判断存在十分显著的影响。相比之下,采用2D显示格式的地图时,判断目标方位的反应时间最小,其次为2.5D地图,而在采用3D地图时,判断目标方位的反应时间最大。
4、电子地图上呈现的信息量高低对空间方位判断无显著影响。